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生物化学、分子生物学在微观即分子层面对生物现象研究的逐步深入,极大地推进了蛋白结构解析,蛋白质药物的快速发展与应用。与此同时也对上游蛋白质产品提出了高纯度、高产率、低成本的要求,诸多先进材料和技术被开发并应用于蛋白质等生物大分子的分离纯化。基于分子印迹技术的印迹聚合物因具有稳定性高、低成本、易制备、特异识别性等特点而备受关注,其中磁性分子印迹材料由于易分离、简化操作而成为研究热点。但迄今关于蛋白等生物大分子印迹聚合物的研究进展依然缓慢,印迹识别机理尚不成熟。另外,蛋白印迹聚合物洗脱再生困难,载体表面性质对印迹位点的作用机制尚不明确,印迹聚合物表面非特异性吸附致使识别能力降低等科学问题尚待深入研究。基于此背景,本论文提出以磁性颗粒表面包被聚合物层作为印迹载体,针对蛋白分离富集开展磁性印迹识别材料的构筑、调控与识别性能方面的系统理论研究,并制备出兼具高吸附量、高选择性、强再生能力的表面蛋白印迹磁性微球材料。论文主要研究内容如下:针对蛋白印迹聚合物洗脱再生困难的问题,本文有效结合表面印迹和温敏材料的智能响应性,制得了温敏型表面BSA印迹磁性微球Fe3O4@SiO2@BSA-MIP,并建立了印迹位点捕获模板蛋白吸附模型,同时阐明了识别机理。研究发现:Fe3O4@SiO2@BSA-MIP微球具有良好的温度响应性,可通过外界温度的变化来调控印迹微球对BSA的吸附与解吸。微球对模板蛋白的吸附能力和印迹因子随着温度的降低而显著减小,21℃时,印迹微球的单次解吸率高达90.81%。吸附动力学和吸附等温线的研究显示,Fe3O4@SiO2@BSA-MIP微球对BSA的吸附识别过程分为:BSA向印迹微球表面的接近附着、BSA在印迹层中渗透、印迹位点捕获BSA,吸附过程符合Langmuir吸附模型。印迹识别机理方面,形状记忆效应、尺寸效应和功能单体与模板分子之间的多重非共价相互作用是影响印迹效果和模板识别能力的重要因素。温敏型聚合物作为印迹层有效改善了材料的洗脱再生性能,但温敏单体的引入会降低聚合物基体的强度进而影响模板分子的选择性识别能力,因此,我们通过调控印迹层厚度及交联度,对温敏蛋白印迹层结构进行了优化。研究结果表明:印迹壳层太薄或太厚均不利于印迹效果,太薄,印迹位点不能完整地记录模板蛋白信息,太厚,印迹位点的有效利用率下降。过高或过低的交联度也均不利于印迹效果,通过优化发现壳层厚度为17 nm,交联度为20%时,温敏型表面BSA印迹磁性微球的印迹因子可达3.41,单次洗脱后的洗脱率为78.60%。该策略同样适用于另一种模板蛋白Lyz,这说明在保证良好温度响应性的前提下,印迹层交联度的控制可以为提高温敏印迹聚合物的识别能力提供一种有效的手段。为了探究表面印迹技术中载体表面官能团对印迹位点的作用,本文选取马来酸酐表面改性的丙烯酸羟乙酯壳层包覆Fe3O4粒子,设计制备了核壳界面羧基密度可控的表面蛋白印迹磁性微球Fe3O4@HEA@protein-MIP,系统研究了核壳界面羧基密度对不同模板蛋白印迹效果的影响及与吸附动力学之间的构效关系,并明确了临界印迹层厚度与模板蛋白尺寸的关系。结果表明,核壳界面羧基密度的增加可以提高印迹位点的特异性吸附速率,同时,还可以提高吸附量及印迹位点的选择性识别能力,且这种增幅对具有高等电点的模板蛋白来说更为明显。最后,核壳界面羧基对印迹效果有影响的必要条件是印迹层厚度小于某一临界值,而该临界值与模板蛋白的尺寸成正比。为了降低印迹聚合物表面非特异性吸附作用以进一步提高选择性识别能力,本文设计制备了印迹层中含有“惰性组分”2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱（MPC）的表面BSA印迹磁性微球,并系统研究了“惰性组分”存在下磁性印迹微球的吸附动力学、热力学及选择性。研究结果显示:MPC的引入可以显著抑制印迹聚合物表面对BSA的非特异性吸附,MPC含量为10 mol%时,印迹微球对BSA的印迹因子最高,为8.32,远高于未引入MPC时的1.90,但吸附量仅为21.79 mg/g,较引入MPC前的32.11 mg/g有明显下降。同时,吸附平衡时间的明显增长,表明MPC的存在会在一定程度上阻碍模板蛋白与印迹位点的结合。即便MPC的引入会导致上述不良现象的产生,但它可使印迹微球的选择性大幅提高。此外,该策略对于Lyz模板蛋白有着相同的效果,表明了所提策略具有良好的通用性。为兼顾选择性与吸附量,本文采用AGET-ATRP法替代共聚法,在印迹壳层的表面接枝“惰性组分”MPC,制备了抗蛋白非特异性吸附的表面BSA印迹磁性微球Fe3O4@SiO2@Pdop-MIPs@PMPC。系统研究了MPC链段长度对印迹效果、非特异性吸附的影响。结果表明,MPC/Fe3O4@SiO2@Pdop-MIPs-Br的质量比太小时,MPC链段长度太短,抗蛋白吸附能力太弱,不能很好的降低印迹聚合物对竞争蛋白的吸附;太大时,MPC链段长度太长,抗蛋白吸附能力太强,会阻碍印迹位点捕获模板蛋白;当质量比为12/1时,印迹聚合物表面的抗蛋白吸附能力最适宜。所得印迹微球的印迹因子为5.74,吸附量为8.26 mg/g,相较于引入MPC前的8.87 mg/g,仅下降了6.88%,远小于共聚引入方式所下降的32.14%,表明AGET-ATRP法引入“惰性组分”对材料使用性能提升方面具有优势。